Устройство для моделирования жесткой фрикционной муфты

(5)5 6 06 6 7/48 И ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ий институт и О.В.ПискоСССР 981,ЛИРОВАНИЯ МУФТЫ к аналоговой редназначено лировании динными связяГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЖЕСТКОЙ ФРИКЦИОННОЙ(57) Изобретение относитсявычислительной технике и идля использования при моденамическмх систем с фрикци Изобретение относится, к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании динамических систем с фрикционными связями, особенно прецизионных злектромеханических систем,Цель изобретения - повышение точности моделирования процесса буксования за счет воспроизведения на модели режимов и условий адекватных тем; что имеют место в реальных жестких фрикционных муфтах.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство для моделирования жесткой фрикцион ной муфты содержит третий 1, четвертый 2, первый 3 и второй 4 сумматоры, интегратор 5 и интегросумматор б, первый 7 и второй 8 блоки выделения модуля, блок нелинейности типа "ограничение насыщения" 9, инвертор 10, релейный элемент 11, апериодическое звено 12, блок преобразования частоты скольжения в момент трения ми, особенно прецизионных электромеханических систем. Цель изобретения - повышение точности моделирования процесса буксования за счет воспроизведения на модели режимов и условий, адекватных тем, что имеют место в реальных жестких фрикционных муфтах. Указанная цель достигается за счет выделения из суммарного динамического момента составляющих, воздействующих на ведущую и ведомую по. лумуфты устройства, с последующим ограничением последней на уровне, допустимом по условиям фрикционной связи между полумуфтами. 1 ил. 13 и источник постоянного напряжения 14, резисторы 15, конденсаторы 16, диоды 17, стабилитроны 18, усилители 19,Три входа третьего сумматора 1 являются входами устройства. На первый из них, соединенный со вторым входом второго сумматора 4, поступает задание момента 0 ф сопротивления движению ведомой полу- муфты, на второй - задание момента сопро тивления движению ведущей полумуфты, а ф на третий - задание движущего момента а устройства. Выход третьего сумматора под- Я ключен к первым входам четвертого сумматора 2 и интегросумматора б, Четвертый ф сумматор 2 своим выходом соединен со входом интегратора 5, информационным входом блока нелинейности типа "ограничение насыщения" и вторым входом интегросумматора 6. Выход интегросумматора 5 является выходом напряжения, пропорционального частоте вращения ведомой полумуфты устройства и связан со вторым входом первогосумматора 3, Второй вход последнего соединен с выходом интегросумматора 6. Выход первого сумматора 3 через первый блок выделения модуля 7 соединен со входом блока преобразования частоты скольжения в момент трения 13. Выход последнего подключен к первому входу второго сумматора 4, третий вход которого соединен с выходом апериодического звена 12, Выход второго сумматора 4 связан со входом инвертора 10 и первым входом задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение насыщения" 9, Второй вход задания уровня ограничения последнего подключен к выходу инвертора 10, Выход блока нелинейности типа "ограничение насыщения" 9 соединен с третьим входом четвертого сумматора 2. Релейный элемент 11 своим входом подключен к инвертирующему выходу первого блока выделения модуля 7, а выходом - ко второму входу четвертого сумматора 2 и входу второго блока выделения модуля 8, который своим выходом соединен с первым входом апериодического звена 12. Ко второму входу последнего подключен источник постоянного напряжения 14.Устройство мЬделирования жесткой фрикционной муфты работает следующим образом, В результате алгебраического суммирования входных напряжений устройства, которые пропорциональны движущему моменту Мдв и моментам сопротивления движению Ведущей М,1 и ведомой Мс 2 полу- муфт, на выходе третьего сумматора 1 формируется напряжение пропорциональное суммарному динамическому моменту Мд, оторое поступает на первые входы интегросумматора б, и четвертого сумматора 2. На выходе последнего формируется напряжение пропорциональное динамическому моменту Мд 2, приложенному к ведомой полумуфте устройства.При нулевом выходном сигнале релейного элемента 11, что выполняется при условии равенства частот вращения ведущей в и ведомой в 2 полумуфт(режим отсутствия буксования), и величине сигнала Мд 2 ниже предельного уровнй Мд 2, задаваемого блоком нелинейности типа "ограничение насыщения", напряжение Мд 2 оказывается пропорциональным Мди без искажений поступает на вход интегратора 5 и второй вход интегросумматора б. После алгебраического суммирования на входе последнего сигнзлое Мд и Мдг образуется величина пропорциональная динамическому моменту Мд 1, приложенному к ведущей полумуфте, В результате интегрирования на выходе интегросумматора б формируется напряже 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ф 55 ние,пропорциональное частоте вращениь ведущей полумуфты в 1.Одновременно сигнал Мд 2 обрабатывается интегратором 5, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное частоте вращения ведомой полумуфты Ю 2,Поскольку в рассматриваемой ситуации осуществляется линейное преобразование переменных, при надлежащем выборе коэффициентов передачи операционных блоков обеспечивается равенство напряжений 1 а 11 и 1 шг 1, что соответствует режиму работы фрикционной муфты без буксования,При увеличении напряжения задания движущего момента Мде, подаваемого нз третий вход третьего сумматора 1, естественно растет и Мд. Это может привести к тому, что выходное напряжение Мд 2 четвертого сумматора 2 достигнет предельного уровня Мд 2 п, после чего дальнейший его рост становится невозможным (этз ситуация соответствует достижению предельного момента. обусловленного силами трения в реальном объекте). В результате нарушается пропорциональная связь между Мд и Мд 2. Динамический момент Мд начинает расти быстрее, чем Мд 2 и, следовательно, 1 в 1 превышает 1 са 1 . Наступает режим буксования,Благодаря суммированию разнополярных сигналов в 1 и - М на входах первого сумматора 3, на его выходе формируется напряжение пропорциональное частоте скольжения обеих полумуфт вс. Через первый блок выделения модуля 7 оно поступает на вход блока преобразования частоты скольжения 13 в момент трения Мто Выходной сигнал последнего вторым сумматором 4 алгебраически суммируется с напряжениями, пропорциональными моменту сопротивления движению ведомой полумуфты Мсг и той части момента трения Ь Мт, которая зависит от продолжительности состояния относительного покоя обеих полумуфт. Таким образом на выходе второго сумматора 4 формируется напряжение пропорциональное предельному уровню Мд 2 п. Это напряжение и обратное ему по знаку, получаемое нз выходе инвертора 10 используется для задания уровня ограничения блока нелинейности тиба "ограничение насыщения, обеспечивая поддержание Мд 2 на уровне Мд 2 на протяжении всего интервала буксования,С момента возникновения буксования сигнал вск, снимаемый с инвертирующего выхода первого блока выделения модуля 7, подается на вход релейного элемента 11. Возникающее при этом нз выходе последнего напряжение Осм = О, поступает на второй вход четвертого сумматора 2 и обеспечивает удержание на его выходе напряжения Мдг на уровне Мд 2 = Мд 2 п до прекращения режима буксования, т,е, 4 о тех пор, пока не будут выполнены условия Ф 1 =щ и Мд 2Мд 2 п.Цепочка из второго блока выделения модуля 8, апериодического звена 12 и источника постоянного напряжения 14 обеспечивает формирование той части момента трения ЬМт, которая зависит от времени относительного покоя полумуфт.При отсутствии буксования за счет источника постоянного напряжения 14 на выходе апериодического звена устанавливается максимальное значение сигнала ЬМт. При возникновении буксования на выходе релейного элемента 11 появляется напряжение Ос 1 О, которое через второй блок выделения модуля 8 поступает на первый вход апериодического звена 12 и обеспечивает снижение уровня его выходного сигнала Ь Мт. С прекращением режима буксования выходной сигнал релейного элемента 11 становится равным нулю и напряжение ЬМт восстанавливается до начального уровня,Формула изобретения Устройство для моделирования жесткой фрикционной муфты, содержащее источник постоянного напряжения, интегратор, вы. ход которого является выходом напряжения пропорционального частоте вращения ведомой полумуфты устройства, первый-четвертый сумматоры, инаертор, первый блок выделения модуля, блок нелинейности типа "ограничение насыщения", релейный элемент, причем выход первого сумматора подключен к входу первого блока выделения модуля, выход второго сумматора соединен с первым входом задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение5 10 насыщения" и входом инверторэ, выход которого подключен к второму входу задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение насыщения", о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены интегросумматор, второй блок выделения модуля, апериодическое звено и блок преобразования частоты скольжения в момент трения, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого обьединен с первым входом третьего сумматора йявляется входом задания момента сопротивления движению ведомой полумуфтц ус 15 тройства, второй вход третьего сумматора.является входом задания момента сопротивления движению ведущей полумуфты устройства, третий вход третьего сумматора -входом задания движущего момента уст 20 ройства, выход третьего сумматора соеди-,нен с первыми входами четвертого.сумматора и интегросумматора, выход которого подключен к первому входу первого, сумматора, второй вход которого соединен25 с выходом интегратора, инаертирующий выход первого блока выделения модуля подключен к входу релейного элемента, выходкоторого соединен с вторым входом четвер того сумматора и входом второго блока вы 30 деления модуля,выход которого подключенк первому входу апериодического звена, выход которого соединен с третьим входомвторого сумматора, выход источника постоянного напряжения подключен к второму35 входу апериодического звена, выход четвертого сумматора соединен с входом интегратора. с вторым входом интегросумматора ис информачионным входом блока нелинейности типа "ограничение насыщения", вы 40 ход которого подключен к третьему входучетвертого сумматора, выход первого блокавыделения модуля соединен с входом блокапреобразования частоты скольжения а момент трения,1817112 Составитель В.Чикалоедэктор Г.Бельская Техред М.Моргентал К ор Н,Ревская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1724 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5